Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer siebdruckbaren und ko-diffusionsfähigen Bor-Dotierpaste" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Merck KGaA durchgeführt. Die Stromgestehungskosten von Solarzellen können reduziert werden, wenn deren Wirkungsgrad weiter erhöht wird. Eines der höchsten Wirkungsgradpotentiale von Siliciumsolarzellen liefert eine Rückseitenkontaktzelle (IBC-Zelle). Die Zelle verfügt über eine, im Vergleich zu einfachen Solarzellen, unmetallisierte Frontseite, infolgedessen sie höhere Stromausbeuten generiert. Hierfür müssen alle Kontakte auf die Zellrückseite verbracht werden. Diese Architektur bedingt, dass die Ladungsträger an der Rückseite gesammelt und getrennt werden, was durch die Schaffung unterschiedlich dotierter Bereiche ermöglicht wird. Die Herstellung dieser Bereiche ist ein Schlüsselschritt, der jedoch sehr aufwändig und damit kostenintensiv ist. Daher ist es das Ziel des Vorhabens, durch die Anwendung neuer Materialien und Prozesse die Kosten zu senken. Es wird u.a. der Ansatz gewählt, mittels einer siebdruckbaren Bordotierpaste, welche gleichzeitig als Quelle für den Dotierstoff Bor, als auch als Barriere für Phosphor wirkt, in nur einem thermischen Hochtemperaturschritt die strukturiert dotierten Bereiche selbst-alignierend zu definieren und unter Anwendung einer herkömmlichen als Co-Diffusion auszuführender POCl3-Diffusion zu schaffen. Das Vorhaben wird in mehrere im Folgenden genannte Arbeitspakete unterteilt sein: 1. Weiterentwicklung der siebdruckbaren Borpaste, 2. Evaluierung des Dotierverhaltens unter Co-Diffusionsbedingungen, 3. Entwicklung von Siebdruckprozessen zur Metallisierung der IBC-Zelle, 4. Integration der Einzelprozesse in einen Zellprozess und Charakterisierung der Zellen, 5. Hochskalierung der Borpastensynthese sowie 6. projektbegleitende Kostenrechnungen für die Zellherstellung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Prozess- und Zellentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Projektvorhaben adressiert die Herstellung einer hocheffizienten n-Typ RSK-Solarzelle mit einer äußerst kosten-effizienten Prozesstechnik. Diese Prozesstechnik implementiert ein höchstinnovatives Prozessmodul, welches die Integration aller notwendigen Dotierungen in einem einzigen Hochtemperaturschritt ermöglicht, die sogenannte Ko-Diffusion. Das Einhalten der RSK-spezifischen Dotierstruktur wird durch die präzise Applikation einer neuartigen Bor-Paste im Siebdruckverfahren und einen anschließenden Rohrofenschritt in Dotiergas Atmosphäre erreicht. Alle notwendigen Prozessschritte werden auf industriellen Anlagen und auf großformatigen Wafern entwickelt. Durch das Projektvorhaben soll schließlich eine RSK-Solarzelle (Rückseitenkontaktsolarzelle) entwickelt werden, welche höchste Wirkungsgrade mit geringstem Prozessaufwand kombiniert und somit über ein herausragendes Potenzial verfügt, um sich auf dem Energiemarkt zu etablieren. Folgende APs sind geplant: AP 0 Projektleitung, AP 1 Materialsynthese, AP 2 Optimierung Bor-Paste für industrielle Zellfertigung, AP 3 Entwicklung Ko-Diffusion mit Bor-Paste in Dotiergas-Atmosphäre, AP 4 Metallisierung von RSK-Solarzellen, AP 5 Herstellung & Charakterisierung von RSK-Solarzellen, AP 6 Simulation von RSK-Solarzellen, AP 7 Kostenrechnung, AP 8 Skalierung der Materialbereitstellung unter Pilotfertigung.